Современные научно-лабораторные исследования, эффективная работа промышленных предприятий и подразделений невозможны без задействования широкого спектра инструментально-прикладных инструментов, приборов, аксессуаров. И, конечно же, без опоры на материальную базу, состоящую из химических веществ.
Широкое применение в вышеуказанных сферах находит азотная кислота. Это важный и очень популярный реактив. Сильная кислота, опасная в практическом применении, если не соблюдаются все требования безопасного обращения с ней.
Общие сведения
Химическая формула - HNO₃. Относится к классу одноосновных минеральных кислот с ярко выраженной агрессивностью. Визуально представляет собой прозрачную жидкость. Для нее характерен достаточно резкий, специфический запах.
При хранении в теплом помещении возможно появление желтоватого оттенка. Это связано с накоплением оксидов азота при длительном пребывании в условиях плюсовых температур. Цвет кислоты может также измениться под влиянием нагревания или при контакте с солнечными лучами. В этом случае начинается выделение диоксида азота, что ведет к приобретению бурого оттенка у раствора.
При прямом контакте с воздушной средой наблюдается выделение паров, реактив как бы «дымится». Цвет «дыма» напрямую зависит от концентрации вещества: 86–95% - белый, более 95% - красный.
Азотная кислота отлично растворяется в водных средах, в результате чего происходит образование азеотропной смеси с концентрацией порядка 68%.
В концентрированном виде реактив демонстрирует сильные коррозионные и окислительные свойства. Именно эта черта обуславливает практическую полезность использования кислоты и, в то же время, делает ее чрезвычайно опасной.
Выпускается в двух форматах концентрации. Обычный – 65% или 68%. Дымный – 86% и более.
Получить азотную кислоту можно несколькими способами. В лабораторных условиях реактив изготавливается посредством нагрева твердого нитрата калия с концентрированной серной кислотой. Промышленное производство предусматривает возможность получения HNO₃ из аммиака в несколько стадий.
Сферы применения
Данный реактив играет важную, зачастую ключевую роль, во многих промышленно-производственных процессах и задействуется в самых различных сферах научной, лабораторной, хозяйственной деятельности.
Промышленность
В промышленном производстве азотная кислота активно применяется:
-
В сфере производства удобрений. Именно это вещество выступает в качестве основы для получения нитратов, таких как аммиачная селитра, нитрат кальция, нитрат натрия. Они же, в свою очередь, являются ключевыми компонентами минеральных удобрений, использующихся для увеличения содержания в почве азота для стимулирования роста сельхозкультур.
-
Изготовление взрывчатых веществ. HNO₃ - важный компонент синтеза тротила, гексогена и нитроглицерина. Широкое применение они находят как в военной отрасли, так и в горнодобывающей и строительной сферах.
-
Производство красителей и пигментов. Азотная кислота - важный компонент синтеза азокрасителей и нитросоединений, находящих широкое применение в производстве текстильных тканей, красок и пигментов.
-
Изготовление полупроводников. Применяется для очищения и травления подложки при производстве полупроводниковых материалов (кремний, галлий). Кроме того, реактив может использоваться для удаления избыточных слоев кремния/оксидов с поверхности полупроводников («мокрое травление»).
Металлургия
В сфере металлургического производства азотная кислота важна в силу своих ярко выраженных окислительных и травильных свойств. С ее помощью:
-
Осуществляется травление и очистка металлов. Используется для подготовки поверхностей для последующей обработки, для удаления оксидных пленок, ржавчины, загрязнений. Как составная часть травильных растворов применяется для удаления окалины после горячей прокатки металла.
-
Выполняется очистка и легирование нержавеющей стали и сплавов на базе никеля.
-
Осуществляется электрохимическая обработка металлов. В том числе задействуется в процессах анодирования и электрополировки.
Медицина и фармацевтика
В данном случае азотная кислота выступает в качестве незаменимого элемента синтеза сложных органических соединений.
-
Активных фармацевтических ингредиентов (API). Представляют собой базовое вещество, благодаря которым обеспечивается лечебное воздействие препаратов. В частности, азотная кислота применяется для изготовления нитросоединений, которые, в свою очередь, участвуют в дальнейшем синтезе антибактериальных, противовоспалительных и противоопухолевых лекарств. Кроме того, HNO₃ находит применение в синтезе соединений, которые задействуются при разработке препаратов на основе платины (цисплатин), использующихся в онкологической терапии.
-
Лекарственных препаратов. Ее включают в качестве реагента в процессы подготовки вспомогательных веществ. Антибиотики, антикоагулянты, витамины изготавливаются с участием азотной кислоты.
Также HNO₃ активно используется в научно-лабораторных исследованиях. В целом же можно отметить, что уникальные свойства азотной кислоты, ее универсальность делают ее важнейшим и идеальным инструментом, находящим применение в самых разных сферах.